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原文传递一种泥石流沟床摩擦系数与磨蚀系数测试装置及测试方法

专利名称：	一种泥石流沟床摩擦系数与磨蚀系数测试装置及测试方法
摘要：	本发明公开了一种泥石流沟床摩擦系数与磨蚀系数测试装置及测试方法，包括桶状结构装置本体，装置本体上部设置有用于对其密封的桶盖；还包括用于向装置本体内加压的加压气泵；还包括用于检测装置本体内气压的应力传感器；装置本体内设置有泥石流浆体；桶盖下端设置有电机，电机输出轴下端刚接有试样夹具；试样裸露于试验夹具外部分浸没在泥石流浆体内；电机输出轴上还设置有减速器、转速传感器、扭矩传感器；减速器、转速传感器、扭矩传感器和应力传感器均连接到用于存储其采集信号的控制装置；本发明可准确的模拟实际情况下的泥石流与沟床材料的接触状态，通过增加装置本体内的气压使泥石流浆体对试件的接触应力达到实际工程情况。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	四川;51
申请人：	西南交通大学
发明人：	胡卸文;金涛;曹希超;罗刚;张绍科;钟雨田
专利状态：	有效
申请日期：	2019-09-09T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-22T00:00:00+0800
申请号：	CN201910857572.4
公开号：	CN110487714A
代理机构：	成都信博专利代理有限责任公司
代理人：	王沙沙
分类号：	G01N19/02(2006.01);G;G01;G01N;G01N19
申请人地址：	610031 四川省成都市二环路北一段111号西南交通大学科技处
主权项：	1.一种泥石流沟床摩擦系数与磨蚀系数测试装置，其特征在于，包括桶状结构装置本体(1)，装置本体(1)上部设置有用于对其密封的桶盖(2)；还包括用于向装置本体(1)内加压的加压气泵(7)；还包括用于检测装置本体(1)内气压的应力传感器(22)；装置本体(1)内设置有泥石流浆体(6)；桶盖(2)下端设置有电机(9)，电机(9)输出轴下端刚接有试样夹具(4)；试样夹具(4)用于夹紧试样(5)，试样(5)裸露于试样夹具(4)外部分浸没在泥石流浆体(6)内；电机(9)输出轴上还设置有减速器(10)、转速传感器(11)、扭矩传感器(12)；减速器(10)、转速传感器(11)、扭矩传感器(12)和应力传感器(22)均连接到用于存储其采集信号的控制装置。 2.根据权利要求1所述的一种泥石流沟床摩擦系数与磨蚀系数测试装置，其特征在于，所述试样夹具(4)为圆柱体结构，下端面上设有供试样(5)插入的盲孔；试样夹具(4)对应盲孔位置均匀设置有多个锁紧螺钉(8)。 3.根据权利要求1所述的一种泥石流沟床摩擦系数与磨蚀系数测试装置，其特征在于，所述装置本体(1)和桶盖(2)之间设置有橡胶密封圈(16)。 4.根据权利要求1所述的一种泥石流沟床摩擦系数与磨蚀系数测试装置，其特征在于，所述加压气泵(7)通过气管(14)连接设置在桶盖(2)上的气管接头(18)；气管接头(18)和气管(14)之间设置有气阀(17)。 5.根据权利要求1所述的一种泥石流沟床摩擦系数与磨蚀系数测试装置，其特征在于，所述桶盖(2)下端连接设置有桶状结构机箱(3)，电机(9)设置在机箱(3)内，电机(9)的输出轴伸出机箱(3)外；输出轴与机箱(3)连接处设置有轴承(13)。 6.根据权利要求1所述的一种泥石流沟床摩擦系数与磨蚀系数测试装置，其特征在于，所述桶盖(2)上设置有把手(15)。 7.根据权利要求1所述的一种泥石流沟床摩擦系数与磨蚀系数测试装置，其特征在于，所述桶盖(2)上表面设置有显示器(21)，显示器(21)连接控制装置。 8.如权利要求1～7任一项所述一种泥石流沟床摩擦系数与磨蚀系数测试装置的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：根据设计需求制作试样(5)，将试样(5)浸泡于水中，一定时间后擦干称重，重量为m1；在装置本体(1)内制作泥石流浆体(6)；步骤2：将试样(5)固定在试样夹具(4)中，将桶盖(2)设置在装置本体(1)上；步骤3：通过加压气泵(7)向装置本体(1)内加压，达到预设值为止；步骤4：启动电机(9)，将其转速调到预设值；通过扭矩传感器(12)实时检测扭矩值M；计算泥石流浆体(6)和试样(5)之间的摩擦系数μ： M＝μFL F＝σS σ＝p0+γh 由上式可得到：其中：F为作用在试样(5)上的法向压力，S为试样(5)浸入泥石流浆体(6)中的表面积，R为试样(5)的半径，H为试样(5)下端面到泥石流浆体(6)液面的深度，M为扭矩传感器(12)测得的扭矩值，L为力臂的大小，σ为作用在试样(5)上的应力，p0为应力传感器(22)测得的压力值，γ为泥石流浆体(6)的容重，h为试样(5)外表面上任一点距离泥石流浆体(6)液面的深度，r为试样(5)圆形底面上任意一点到圆心的距离；步骤5：到达预设时间后，关闭电机(9)电源，对装置本体(1)进行放气；装置本体(1)内气压稳定后，打开桶盖(2)，将试样(5)从试样夹具(4)上取下；清洗试样后擦干水分称重，重量为m2；计算泥石流浆体(6)对试样(5)的磨蚀系数为(m1－m2)/m1；步骤6：调整泥石流浆体(6)的颗粒级配、容重或试样(5)的类型，重复步骤1～步骤5，得到多种类型的泥石流浆体(6)和试样(5)之间的摩擦系数和磨蚀系数；步骤7：调整电机(9)的输出功率或转动时间，重复步骤1～步骤5，得到多种运动条件下的泥石流浆体(6)和试样(5)之间的摩擦系数和磨蚀系数。
所属类别：	发明专利